5月4日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》報(bào)道了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文團(tuán)隊(duì)的最新研究成果，題為“利用進(jìn)化基因組學(xué)鑒定有害突變進(jìn)而指導(dǎo)雜交馬鈴薯育種”。該研究發(fā)明了一種新的“進(jìn)化透鏡”技術(shù)，給育種專家一雙“火眼金睛”，能夠及早發(fā)現(xiàn)阻礙馬鈴薯育種的基因組“暗礁”，避免育種“走錯(cuò)路”。該成果標(biāo)志著我國(guó)馬鈴薯育種率先進(jìn)入基因組設(shè)計(jì)育種新時(shí)代。
該團(tuán)隊(duì)收集了大量茄科物種資源，完成了38個(gè)茄科基因組的組裝，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，將100個(gè)茄科物種的基因組進(jìn)行比較，最終開(kāi)發(fā)出了新的進(jìn)化透鏡技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)利用該技術(shù)鑒定出17M高度保守的位點(diǎn)，研究人員利用這些保守位點(diǎn)信息，結(jié)合馬鈴薯群體的信息，構(gòu)建了馬鈴薯有害突變二維圖譜，將人們對(duì)馬鈴薯基因組的認(rèn)知從一維的線的認(rèn)識(shí)升級(jí)到了二維的面的認(rèn)識(shí)。
科研人員開(kāi)發(fā)了新的預(yù)測(cè)模型——只需要馬鈴薯幼苗期的DNA，科研人員就可以預(yù)測(cè)馬鈴薯育種材料的產(chǎn)量、株高、薯塊等性狀，有助于更好地制定早期育種決策，指導(dǎo)馬鈴薯育種材料選擇及表型預(yù)測(cè)，盡早淘汰不合適的育種材料，縮短馬鈴薯育種周期。
中國(guó)科學(xué)院院士、崖州灣實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員李家洋表示，該團(tuán)隊(duì)包括這項(xiàng)研究的一系列成果，奠定了我國(guó)在馬鈴薯遺傳育種研究領(lǐng)域的國(guó)際優(yōu)勢(shì)地位。這一研究成果不僅對(duì)馬鈴薯，還將會(huì)對(duì)糧、油、果、蔬、茶等都有重要的指導(dǎo)作用。
“在這次研究中，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地應(yīng)用了茄科的比較基因組學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)來(lái)指導(dǎo)馬鈴薯育種，思路新穎，引領(lǐng)了馬鈴薯育種研究，對(duì)我國(guó)種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新具有重要意義。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心主任韓斌表示。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員錢前說(shuō)：“這項(xiàng)研究基于茄科植物進(jìn)化基因組學(xué)手段鑒定了馬鈴薯基因組上的有害突變，并將其應(yīng)用到馬鈴薯育種中，大幅提高了馬鈴薯全基因組預(yù)測(cè)效率，這將實(shí)現(xiàn)雜交馬鈴薯育種的早期決策，加速育種進(jìn)程，有望在短期內(nèi)通過(guò)基因組設(shè)計(jì)創(chuàng)建更多高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的馬鈴薯。”
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